เครื่องสร้างน้ำค้าง อุปกรณ์จับอากาศมาเป็นน้ำดื่ม

นักวิจัยมก. จดสิทธิบัตร “เครื่องสร้างน้ำค้าง” นวัตกรรมในการสร้างน้ำดื่มจากอากาศ  ประยุกต์แนวคิดจากปรากฏการณ์ของการเกิดหยดน้ำค้างในธรรมชาติ ผลิตเป็นอุปกรณ์จับอากาศมาเป็นน้ำดื่ม หรืออากาศดื่มได้  ตอบโจทย์สำหรับการใช้งานภาคสนามเพื่อผลิตน้ำดื่มในพื้นที่ห่างไกลจากแหล่งน้ำดื่มของผู้ที่ต้องอยู่ในเรือเดินทะเล หรือออกสำรวจพื้นที่ในป่าเป็นเวลานานๆ

จากการสังเกตปรากฏการณ์ธรรมชาติในการเกิดน้ำค้าง พบว่า น้ำค้างเกิดจากละอองไอน้ำหรือความชื้นที่อยู่ในอากาศ โดยปกติน้ำจะระเหยและแทรกซึมอยู่ในอากาศ เมื่ออากาศมีความชื้นจนกระทั่งถึงจุดอิ่มตัวอากาศจะไม่สามารถกักเก็บไอน้ำไว้ได้อีก จะเปลี่ยนสถานะกลายเป็นของเหลวตกลงสู่พื้น การเปลี่ยนสถานะจากไอน้ำกลายเป็นหยดน้ำนี้เป็นผลมาจากการมีความร้อนที่หมุนเวียนในอากาศเพิ่มสูงขึ้น นอกจากนี้ การหมุนเวียนของไอน้ำในอากาศยังแสดงให้เห็นว่ารอบตัวเรามีไอน้ำอยู่  โดยสามารถสังเกตได้จากได้จากการที่มีหยดน้ำเกาะอยู่บริเวณภายนอกของแก้วน้ำที่มีน้ำแข็งอยู่  เนื่องจากความเย็นจากน้ำแข็งทำให้อุณหภูมิผิวแก้วเย็นลง ในขณะที่อากาศโดยรอบมีความชื้นคงที่ อากาศที่มากระทบกับผิวแก้วจะกลั่นเป็นหยดน้ำเกาะอยู่ที่ผิวแก้วนั้น และเมื่อหยดน้ำรวมตัวมีน้ำหนักมากพอ ก็จะไหลลงสู่พื้นโต๊ะหรือภาชนะรองรับ   จากการศึกษาวิธีการเก็บน้ำค้างเพื่อนำมาใช้ประโยชน์นี้ จะต้องมีการใช้พื้นที่เป็นจำนวนมาก เนื่องจากน้ำค้างจำเป็นต้องใช้พื้นที่ผิวในการยึดเกาะ

ด้วยเหตุนี้ ผศ.ดร.มณฑล ฐานุตตมวงศ์  และทีมงานจากภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์   ได้ประยุกต์ใช้อุปกรณ์ให้ความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริก (Thermoelectrics) มาใช้เป็นต้นกำเนิดความเย็น ซึ่งในปัจจุบันมีการใช้เทอร์โมอิเล็กทริกเป็นส่วนประกอบในตู้เย็นขนาดเล็ก เช่น ตู้เย็นพกพา โดยนำมาพัฒนาเป็นเครื่องสร้างน้ำค้าง

หลักการทำงานและส่วนประกอบ  เครื่องสร้างน้ำค้างอาศัยหลักการควบแน่นไอน้ำในอากาศให้กลายเป็นหยดน้ำ โดยการลดอุณหภูมิบนแผงทำความเย็น ให้มีอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิจุดน้ำค้าง   โดยมีหลักการดังนี้

1.แผ่นเทอร์โมอิเล็กทริก เป็นต้นกำเนิดของความเย็น ตามปรากฏการณ์เพลเทียร์

2.แผงทำความเย็นมีหน้าที่กระจายความเย็นจากแผ่นเทอร์โมอิเล็กทริก และควบแน่นไอน้ำในอากาศ

3.มีแผงระบายความร้อนและพัดลมระบายความร้อนเพื่อระบายความร้อนจากแผ่นเทอร์โมอิเล็กทริก

4.มีฉนวนกันความร้อนไม่ให้ความร้อนจากแผงระบายความร้อนมายังแผงความเย็น

5.แผ่นและแนวยึดชุดเครื่องสร้างน้ำค้างเป็นตัวยึดโครงสร้างและเป็นขารับน้ำหนักของเครื่องสร้างน้ำค้าง

คุณลักษณะของเครื่อง เครื่องสร้างน้ำค้างมีน้ำหนัก 1,931 กรัม มีขนาด 13x13x22 เซ็นติเมตร ใช่กำลังไฟฟ้า กระแสตรง 39 วัตต์ สามารถผลิตน้ำสะอาดจากการควบแน่นไอน้ำในอากาศ อัตราผลิตสูงสุดวันละ 360 มิลลิลิตร

จุดเด่นของเครื่อง เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ไฟฟ้ากระแสตรงพลังงานต่ำ สามารถผลิตน้ำสะอาดจากการควบแน่นไอน้ำในอากาศในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิไม่ต่ำกว่า 15 องศาเซลเซียส และความชื้นสัมพัทธ์ไม่ต่ำกว่าร้อยละ 50 และเป็นอุปกรณ์ที่ไม่มีความสลับซับซ้อน สามารถใช้งานและซ่อมบำรุงรักษาได้ง่าย

เครื่องสร้างน้ำค้างได้รับรางวัลชมเชยการประกวดนวัตกรรม มก. ปี 2559 ด้านวิทยาศาสตร์เทคโนโลยี ประเภทบุคลากรซีเนียร์ เมื่อวันที่ 9 มกราคม 2560 และร่วมจัดแสดงนิทรรศการในงานเกษตรแฟร์ ประจำปี 2560 ศาสตร์แห่งแผ่นดิน ทำกินตามคำพ่อสอน เมื่อวันที่ 27 ม.ค – 4 ก.พ. 2560 ที่ผ่านมา

ที่มาข้อมูล :      นิทรรศการผลงานนวัตกรรม งานเกษตรแฟร์ ประจำปี 2560 ศาสตร์แห่งแผ่นดิน ทำกินตามคำพ่อสอน  27 ม.ค – 4 ก.พ. 2560 เจ้าของผลงาน  :    ผศ.ดร.มณฑล ฐานุตตมวงศ์                                ภาควิชาวิศวกรรมสิ่งแวดล้อม                                คณะวิศวกรรมศาสตร์                                มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ สื่อเผยแพร่  :         ฝ่ายเผยแพร่งานวิจัย                                สถาบันวิจัยและพัฒนาแห่ง มก.                                โทร. 02 561 1474 e-mail : rdiwan@ku.ac.th

ผศ.ดร.มณฑล ฐานุตตมวงศ์